凌 蕓,黃文釬
(1.百色市田陽區種植業技術推廣站,廣西 百色 533600;2.百色市田陽區植保站,廣西 百色 533600)
甘蔗為禾本科甘蔗屬植物,主要種植于我國廣西、云南等地區,在促進當地經濟發展中發揮著重要作用。從經濟價值角度來看,甘蔗不僅是食糖的重要供應作物,也是制作乙醇的主要原材料之一,其市場需求量龐大,因此為更好地滿足市場需求,需要研究有效的甘蔗高產栽培技術,以實現甘蔗高產優產。
在種植甘蔗前應做好土壤翻耕工作,借鑒百色市的成功經驗,甘蔗地的翻耕深度控制在50 cm 左右即可,翻耕土地時應按照深、松、碎、平的原則,通過翻耕與深松可顯著促進甘蔗根系生長。另外,還應根據種植地的地形條件選擇翻耕方式,使土壤條件達到最佳,以滿足甘蔗的生長需求。
科學選種對甘蔗產量有直接影響,通常應根據當地自然環境與耕作制度,選擇有良好環境適應力的甘蔗品種。結合百色市的實際情況,云蔗08-1609 品種、云引58 號品種的種植效果良好,可以作為首選品種。為保證種子順利萌發生長,應對種子進行脫毒處理,將種苗放置在50 ℃左右的溫水中浸泡,一般連續浸泡120 min 即可,降低甘蔗病蟲害發生概率[1]。甘蔗砍種應優先選擇健壯植株,通常將水澆地種植的甘蔗主苗砍至3 芽左右長度;若為旱地,則可砍成5 芽長度。砍芽時應盡量縮小切面大小,保持切面平滑,可減少植株損傷。砍芽結束之后應將種苗置于陽光下晾曬48 h,并用50%多菌靈浸泡。
在土地與種苗處理結束后即可播種,但在播種前應向土壤中施加充足的有機肥與無機肥。所有種苗按品字型或者軌道型排列,通常每1 行種苗的間距控制在8~10 cm;若在現場采用寬行栽培模式時,可考慮通過水平移栽的方式保證出苗量。種苗放置后可覆土,覆土層厚度約為3 cm。
播種密度與甘蔗產量之間存在密切關系,一般甘蔗種植密度為75 000 株/hm2;若在春季播種,應保證甘蔗地的芽頭數量達到12 萬個/hm2;在秋季播種時,甘蔗苗的芽頭數量應控制在9 萬個/hm2。
為實現甘蔗的高產、穩產,需要配合科學有效的田間管理方案,以確保甘蔗植株長勢良好。同時有研究指出,甘蔗在不同生長階段對環境參數的要求不同,因此各地區在種植甘蔗時,應根據甘蔗不同的生長階段制訂對應的田間管理方案。
1)做好甘蔗地抗旱與防澇管理工作。甘蔗地的水分含量偏低可能會導致植株因為缺水而凋零,影響甘蔗整體質量;而水分過多則會導致田間積水問題,若不能及時處理則會導致甘蔗幼苗根部腐爛。因此種植戶應根據當地實際情況采取處理措施,即干旱狀態下做好補水工作,內澇嚴重時盡早排水。
2)種植階段應密切觀察種苗狀態,做好補苗工作。種植戶應適當增加對種植地的巡視頻次,觀察種植地是否存在病蟲害苗或生長不良苗等,一旦發現類似種苗應及時清除并補種。同時,檢查現場甘蔗種植密度情況,若甘蔗種植密度較高則需進行間苗,保證甘蔗正常生長。
3)強化施肥管理。甘蔗的生長速度較快,對營養肥料的需求量較高,科學的施肥管理是促進糖分積累、增加甘蔗高度的關鍵。在種植甘蔗前,可施加復合肥保證田地肥力,用量為350~400 kg/hm2;在苗期,當甘蔗苗長至4 片葉時,可向田地施加復合肥,用量為130 ~150 kg/hm2;植株生長階段可施加高氮復合肥250 kg/hm2,后期再施加復合肥100 kg/hm2。
1.5.1 甘蔗常見病害防治
1)赤腐病的綜合防治。赤腐病是甘蔗種植期間較為常見的病癥,會導致甘蔗枯死,一般造成該病癥的原因包括甘蔗的種植密度過大、現場排水效果差、施加肥料過多、植物長時間缺水等,因此種植戶應根據實際情況采取應對措施。在種植區若發現了感染赤腐病的植株,應及時連根拔起,并做好現場野草、枯枝爛葉的清理工作,即可有效減緩赤腐病的蔓延傳播速度[2]。一般為預防赤腐病的發生,可以選擇擁有良好抗病性能的品種,如云蔗89-151、桂11、桂12、ROC16 等;同時,良好的田間管理也可顯著降低赤腐病發生率,例如及時清除甘蔗地中的螟蟲、葉蟬、飛虱等害蟲;及時清除老葉,避免葉脈上殘留病菌而影響甘蔗品質;也可以采取藥物防治的方法,可用70%甲基托布津800 倍液進行全株噴施,即可有效殺滅致病菌。考慮到赤腐病的后期治療難度高,因此在發病初期就應及時采取處置方案,如施用45%咪鮮胺水乳劑2 000 倍液、10%苯醚甲環唑1 200 倍液等,均可有效防治赤腐病,但為保證防治效果,應采取交叉用藥方案。
2)鳳梨病防治措施。鳳梨病是甘蔗生長早期的常見病害,通常在發病早期可聞到明顯的鳳梨味道,一般情況,土壤中殘留的病菌、長期低濕或高溫天氣等都會增加鳳梨病發生概率。對于鳳梨病高發區域,可采取以下應對措施:在選種時應優先選擇具有良好抗鳳梨病的品種,如新臺糖22、新臺糖25 等;選擇正確的播種時間,并且在早春或者冬季等低溫時節應用地膜覆蓋技術;做好甘蔗苗的消毒可有效降低鳳梨病發生率,通常可將種苗剝莢后用2%石灰水浸泡12~24 h,或用清水浸種1~2 d,即可顯著降低鳳梨病發生概率;考慮到早春砍收的甘蔗更容易發生鳳梨病,因此種植戶在完成甘蔗的收割后可用托布津1 000 倍液噴淋蔗樁消毒,減少鳳梨病病毒的滋生。
1.5.2 甘蔗常見蟲害防治
1)螟蟲病害防治措施。甘蔗種植期間的螟蟲病害會嚴重影響甘蔗產量與品質,一般在甘蔗種植期間應優先選擇沒有病蟲害的良種,除此之外,合理的化學防治也是降低螟蟲病害發生概率的有效措施。早在20世紀90年代,氨基甲酸酯類殺蟲劑呋喃丹、有機磷類殺蟲劑如磷胺等藥物均被證實可有效殺滅螟蟲,降低螟蟲造成的損失。同時,燈光誘殺也是防治螟蟲的有效手段,例如黑光燈作為誘蟲光源,在每年3月開始使用,具有良好的殺蟲效果。在條件允許的情況下,可在甘蔗地內采用生物防治技術,如釋放螟蟲天敵赤眼蜂、古巴蠅等。
2)甘蔗棉蚜防治措施。棉蚜會成群集聚在甘蔗葉背面,吸食甘蔗葉子的汁液,造成葉片變黃甚至停止生長。棉蚜也會嚴重影響甘蔗的含糖量,導致制糖時不易結晶。為有效防治甘蔗棉蚜,種植戶可采取以下措施。優化甘蔗地的布局方案,即根據現場情況制訂春植、秋植方案,采取連片種植的方法可有效降低棉蚜造成的損失[3];若種植地的棉蚜數量較多,可采取灌水方法減少蟲源數量;種植戶應及時清除甘蔗稈上的枯老枝葉,保證甘蔗地具有良好的通風與光照條件;棉蚜高發期為每年的6月至8月,在該時間段種植戶可交叉噴灑40%蚜滅多乳油1 000~1 500 倍液、50%抗蚜威可濕性粉劑2 000 倍液進行防治。
1.6.1 鋪蓋地膜
在早春與冬季甘蔗種植時應及時覆蓋地膜,該技術也被認為是提升甘蔗產量與甜度的重要技術,從功能上來看,地膜不僅可減少水分的蒸發,也能提升土層溫度,還可降低外部病蟲害對甘蔗品質的影響,有助于甘蔗盡快完成發芽并露出地面。在下種、施肥與除草等步驟完成后,即可鋪設地膜,使地膜貼緊甘蔗行,兩側用土塊壓實;若當地氣候干燥,應在淋水后再鋪設地膜。現階段,廣西地區基本實現了使用蓋膜犁來覆蓋地膜,該技術可一次完成蓋土、蓋膜等工序,整體種植效益較好。
1.6.2 保護蔗蔸
保護蔗蔸是一種經濟可行的栽培技術,一般甘蔗上下部位甜度相近時,證明甘蔗成熟并可以銷售,此時為避免因為霜凍等問題影響甘蔗產量與品質,在采收甘蔗時使用尖頭甘蔗刀,將甘蔗頭劈進泥土中5 cm左右,并盡可能控制蔗蔸裂口長度,實現保護蔗蔸的效果[4]。在砍甘蔗前每隔1 個月澆水1 次,該操作方法不僅可提升甘蔗的含糖量,也可促進宿根的發芽。
對于宿根性稍差的新甘蔗品種,可在12月中旬后再收獲,在砍收時應利用鋒利裝置將甘蔗砍入泥土中5 cm 左右,避免蔗蔸出現明顯破裂,也可實現保護蔗蔸的效果。
1.6.3 宿根栽培技術
選擇病蟲鼠害不嚴重的地區作為宿根甘蔗種植區,該種植區中甘蔗的數量應控制在67 500 株/hm2以上。在甘蔗發芽后,應根據植株生長情況栽植,此時應盡量選用宿根甘蔗栽植。做好查苗補苗工作,如果甘蔗株距在80 cm 以上且還未脫秧或已經爛秧,應及時移栽。可以利用蔗尾進行栽種,確保種植戶可更精確地判斷是否存在斷壟與缺苗現象。將割下來的葉片還田,提升土壤肥力。在甘蔗采收結束后及時破壟。
應用宿根栽培技術時,應嚴格按照新植甘蔗標準采取田間管理措施,做好追肥工作,滿足宿根生長對養分的需求。
隨著現代科學技術的發展,無人機與農業之間的結合度不斷提升,成為促進農業發展的重要組成部分。目前,使用無人機施肥已經成為新的施肥方式,該技術的優勢主要體現在以下幾方面。1)高效。無人機可攜帶農藥快速飛行到指定位置,可減少播撒農藥時的成本投入,保證施肥效率。2)精準。在甘蔗施肥階段,無人機的航行路線均經過科學的計算與評估,可以精準地將肥料投放至指定位置,避免出現農藥浪費問題。
現階段在農業生產中,無人機普遍配備了圖像識別裝置與信息處理云平臺,使無人機裝置可快速觀察甘蔗田地的實際情況,通過拍攝地面圖像目標與數據處理,自動分析區域內農作物的密度、土壤濕度等信息,并將關鍵資料反饋給種植戶,引導種植戶完成補種、灌溉、壓實等操作,成為甘蔗保質保量生產的關鍵[5]。同時,無人機因為具有強大的信息處理云平臺功能,可在高空觀察甘蔗植株的生長情況,通過云端的大數據分析功能綜合判斷植株生長情況,并為甘蔗種植制訂科學合理的技術方案。
從部分地區的成功經驗來看,應用無人機技術在提升甘蔗產量中的效果顯著,如使用無人機噴灑葉面肥后,可實現甘蔗增產。
近些年物聯網等信息技術的快速發展極大改變了農業的生產管理模式,而為了有效解決甘蔗生產中對“三生”(生命、生產、生態)數據的要求,可利用物聯網技術構建甘蔗智能決策與支持系統,通過“數字蔗田”方法全面提高甘蔗產量與質量。
現階段,基于物聯網技術的“數字蔗田”技術關鍵要素包括:甘蔗繁育基地、農田物聯檢測、甘蔗水肥一體化監控中心、農機自動駕駛導航系統、農田機器人、移動智能終端、云端數據以及高精度位置服務等幾方面內容,可以實現以下功能。
1)通過物聯網技術可實時監測甘蔗田的農作物生長情況,利用物聯網系統的智能感知與預測模塊,評估氣溫、土壤濕度等因素與甘蔗生長與病蟲害之間的相關性。除此之外,利用物聯網技術可整合智能傳感器模塊中所采取的信息,并精準預測農作物長勢。系統可通過檢測甘蔗生長條件的閾值,如發現土壤中的含水量接近甘蔗生長警戒線的情況,可快速發出預警,引導種植戶采取應對措施。
2)物聯網技術可利用智能算法與決策系統實時調控甘蔗的灌溉、施肥量,使用科學算法與構建計算模型,經過信息系統的快速決策,評估不同因素與甘蔗產量之間的相關性,確保甘蔗獲得適宜的營養和水分供應,提高甘蔗的產量和質量,并減少營養物質和水資源的浪費。
3)物聯網技術可提供功能強大的數據采集支持,即規范甘蔗農業的大數據采集對象、數據采集原則、采集流程與采集頻率等內容,因此與傳統生產模式相比,物聯網技術可提供不同的數據支持,如記錄甘蔗的長勢、老葉分布情況等,并引導農業智能機器人完成播撒農藥、翻土等操作[6]。除此之外,物聯網技術具有強大的數據分析能力,通過機械學習的方法獲得現場資料,如蔗情、蟲災分布、草情、病情等,通過大數據技術掌握甘蔗栽培中繁育、耕種、收獲、銷售等不同場景的信息,實現甘蔗農業數據可視化與場景化。
4)在“數字蔗田”技術架構下,通過整合地理信息系統、遙感信息、全球定位系統以及光譜技術、人工智能等手段,能顯著優化蔗田生產的關鍵條件,構建完整的動態空間系統,利用大數據技術模擬甘蔗生產全過程的同時,模擬甘蔗生產中可能出現的異常情況,為甘蔗生產管理提供有效決策支持。
應用甘蔗高產栽培技術是全面提高甘蔗產量的關鍵,對于提升當地種植戶收入的意義重大,具有極高的經濟價值。在甘蔗生產過程中應做好病蟲害防治工作,并配合播種、田間管理方案等相關措施,全面提高甘蔗產量。隨著現代信息技術的發展,相關技術人員應認識到物聯網技術、無人機技術在甘蔗高產栽培中的可行性,主動完善其技術方案,通過技術進步為實現甘蔗高產栽培目標奠定基礎。